1.4 本书研究内容及结构安排

本书主要针对基于物联技术的多智能体制造系统的实现形式，对制造车间及其底层使能技术进行研究。通过对物联网络构建、物联感知、通信协议设计等物联制造核心技术的研究，设计了基于物联技术的多智能体制造系统组织架构，为研究异构制造装备智能体集成与实时信息交互打下基础。接着，利用智能化改造技术将车间制造装备改造成具有感知、分析、决策和通信功能的装备智能体。设计了面向异构装备智能体的信息交互标准，使得异构装备之间能够互联互通。另外对车间AGV智能调度技术进行了研究，提出了基于AGV智能体的冲突协商策略，建立了 AGV 调度数学模型。紧接着，研究了多目标环境下车间调度优化方法，分别设计了面向低碳的车间多目标优化调度模型、基于模糊综合评价的订单排序规则、考虑物流时间的多目标车间调度模型与基于调度知识的自学习决策机制。然后，研制了物联制造可视化监控系统，面向物联制造流程进行三维可视化监视与仿真。最后，围绕基于物联技术的多智能体制造系统搭建了物联制造车间实验平台，并通过具体混线生产调度实验案例分析与面向个性化定制的多智能体制造系统调度案例分析，验证了该系统的有效性。

本书共分9章，内容组织结构如图1-11所示。其核心研究内容总结归纳如下。

（1）通过介绍当前先进的制造系统模式如集成制造系统、敏捷制造系统与智能制造系统等，引出多智能体制造系统，并对其进行了背景介绍与系统概述。

（2）设计了基于物联技术的多智能体制造系统组织框架，通过射频识别（Radio Frequency IDentification，RFID）系统、各类传感器和工业互联网构建物联制造车间感知体系，为后续的调度算法研究提供实时数据支持。介绍了面向制造资源的智能体结构模型、多智能体之间的协商交互机制。

（3）通过引入面向异构装备的智能体结构模型，将车间制造装备与智能体软件结合构建装备智能体，为底层实时调度系统的设计打下了基础。打通异构设备之间的通信协议，使得异构装备智能体间能够进行通信。

（4）研究了物联车间通信协议与信息交互技术，设计了标准化的信息传输规范与交互机制，在异构装备智能体通信的基础上，完善了物联自组织生产的使能技术。

（5）研究了面向车间AGV的智能调度技术，包括基于AGV智能体的冲突协商策略和以配送时间最短为目标函数的AGV系统调度模型。

（6）通过基于多智能体系统的车间调度优化方法研究，设计了面向低碳的车间多目标优化调度模型、多智能体调度算法以及自学习调度决策机制。

图1-11 本书内容组织结构

（7）研究了面向物联制造系统的三维可视化监控技术，通过复习底层物联自组织车间的生产需求，对其进行数字孪生建模，提出了介入式三维可视化监控系统构架，通过仿真实际物联自组织车间生产流程，实现了整个监控系统的构建。

（8）分析了多智能体制造系统在混线生产中的实际调度过程，通过策略自学习实验、动态扰动下的混线生产实验与组合加工实验，验证了多智能体制造系统在实际制造车间的可行性与优越性。

（9）搭建了面向物联制造车间的云实验平台，通过研制个性化订单系统、多智能体制造系统，设计并进行了实时调度实验，采集相关数据进行分析与说明。